高強度テラヘルツ磁場を用いた高速磁性相転移ダイナミクスの研究

利用高强度太赫兹磁场研究快速磁相变动力学

基本信息

批准号：
16K17726
负责人：
向井佑
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題の目的は、テラヘルツ(THz=10^12 Hz)帯域の高周波磁気応答を示す反強磁性スピン系において、THzパルス磁場によるコヒーレント磁化駆動を行い、磁性相転移に至る極端非平衡状態でのスピンダイナミクスを解明することにある。平成28年度は、磁性鉄酸化物における磁化運動の非線形性特性の定量的評価を行うとともに、新たに高強度広帯域テラヘルツパルス光源を開発した。ホルミウムフェライトにおける擬反強磁性モード(共鳴周波数0.6 THz) を、微小共振器により増強したTHz磁場で駆動し、これに伴う磁化変化を時間分解MOKEで測定した。この結果、大振幅励起時には共鳴周波数のシフトとともに、高い減衰レートの増加を示すことが明らかになった。この結果を踏まえ、より高周波帯に位置する磁気モード励起による高効率磁化駆動を行うため、10 THz中心の高強度THzパルス光源を開発した。波長1.6 umのOPCPA近赤外パルス光源と、高い非線形光学係数を持つDAST有機結晶を組み合わせることで、パルス幅 ~100 fs、電場尖頭値2 MV/cmに達する高強度広帯域テラヘルツパルスの発生に成功した。本研究で確立したTHz光発生技術は、高い電場尖頭値に加え、従来の有機非線形結晶を用いたパルス光源に比べ、非常に広い帯域(1~30THz)をカバーしており、瞬間的な電磁場印加により発現する新奇非線形物理の研究に資するものと期待できる。

该主题的目的是通过与THZ脉冲磁场相干磁化驱动的磁化磁场在Terahertz（Thz = 10^12 Hz）频段中表现出高频磁反应的旋转动力学，该动力学在Terahertz（Thz = 10^12 Hz）中表现出高频磁反应，从而阐明了极其非平衡状态的旋转动力学，从而导致极其非平衡状态。 2016年，我们定量评估了磁铁氧化铁中磁化运动的非线性特性，并开发了一种新的高强度宽带Terahertz脉冲光源。伪铁氧体中的伪抗磁磁模式（共振频率：0.6 THz）是由通过微孔子增强的THZ磁场驱动的，并使用时间分辨的Moke测量伴随的磁化变化。结果，可以发现，当发生大振幅激发时，较高的衰减率随着共振频率的变化而增加。基于这些结果，我们开发了一个高强度的THZ脉冲光源，中心为10 THz，以便通过位于高频带中的磁模式激发进行高效的磁化驱动。通过将OPCPA近红外脉冲光源组合为波长为1.6 um和具有高非线性光学系数的DAST有机晶体，我们成功地生成了高强度的宽带Terahertz脉冲，其脉冲宽度为〜100 fs，电场峰值为2 mV/cm。除了高电场峰值外，本研究中建立的THZ光生成技术还涵盖了使用有机非线性晶体的传统脉冲光源相比，非常宽的频带（1-30 THz），并且可以预期有助于对新型非线性物理学的研究，这是通过瞬时应用电子磁场产生的。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ケルン大学(ドイツ)

科隆大学（德国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

近赤外OPCPA超短パルス光源を用いた広帯域テラヘルツ波発生

使用近红外 OPCPA 超短脉冲光源产生宽带太赫兹波

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroyuki Tajima;Pieter van Wyk;Ryo Hanai;Daichi Kagamihara;Daisuke Inotani;Munekazu Horikoshi;and Yoji Ohashi;向井佑
通讯作者：
向井佑